我这样举几个例子来说明一下这个想法,
1、原始人类,还不知道轮子的使用,只能把物品抱着或者驼着移动,重一点的只能拖着走;
2、还是原始人类,进步了一点。重的物品会放在一块平板上,或者类似于撬的载物上搬运,以有雪原和沙漠地区较为典型;
3、历史再向前发展,人们发现圆的东西可以进一步减小阻力(摩擦阻力),于是在物品或平板下面垫上圆木;
4、陆地上的运输始终有限,太重的东西是没有办法远距离运输的,住在水边的人们发现水上对大重量的物品运输可以进一步增大运输量和运输效率,但是由于动力结构落后,速度相比陆地运输要慢很多。
5、热空气升腾是人们制造出热气球的良好启迪,但是没有方向控制的热气球在自然风的影响下飞行简直就是噩梦;
6、向往鸟儿的思潮促进了飞上天的实践,这促进了滑翔机的产生,但是飞行器大多局限于载人,对大量的货物运输还心由于而力不足;
7、蒸汽机和内燃机等近现代动力单元对运输注入了新的能量,大大提高了运输的容量、效率和速度;
8、螺旋桨和喷气式发动机为飞机注入了新的动力;同时由于飞机的启发,气垫船出现了,以气体作为摩擦接触体,进一步减小了摩擦损耗,同时避免了水的阻力。为高速地面运输工具提供了良好的导向。
9、电磁学和材料学科的进一步发展,磁悬浮出现了,如果不考虑能耗问题,磁悬浮是目前最理想的运输方式之一;
可以看到,运输需要解决的问题就是稳定、安全和快速。在这其中很重要的一个问题就是要减小摩擦损耗。运输的发展史就是减小摩擦的过程。最开始是物体直接接触地面摩擦;然后有了增强接触面的光滑程度;然后是由滑动摩擦变滚动摩擦;滚动也不行,改用液体(水)作为运输中介;水阻力大,又改用空气。总之就是降低损耗。
在高速运动下,即使是一点点的结构不合理也会造成整体设计的失败。飞翼汽车其实早就有设想,相比之下汽车的小飞翼也并不大。即使是飞机,它的机翼有效面积相比机身平面截面也不会达到1:5甚至1:10的比例。特别是超音速飞机,正常飞行所需要的机翼面积进一步减小,甚至可以做到1:1或者更小。火车不需要飞起来,当然就更不需要这么大的面积。
本设想仅仅是对火车的运行状态进行局部调整,以达到最简单的办法获得最好的效果收益。对火车增加的机翼由于现有铁路的建造成型和隧道等因素影响,增加在顶部和侧面都不是很好的做法,会对列车的安全运行造成一定影响,所以采用在底部增加机翼的方法。即使是可以提供10%货物重量的升力,对列车运行的摩擦力也会减小10%。这个贡献也是非常大的。对摩擦损耗的减小直接造成的就是车头动力的效率提高。至于能量守恒肯定是守恒的,综合考虑升力对动力的消耗和摩擦减少对动力的贡献,应该是值得的。
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